超表面实现三维点扩散函数及其在成像中的应用

发布时间：2022-01-26 04:06

　　三维（3D）成像能够捕捉环境中的场景和物体的三维结构,估计物体空间中每个横向位置（x,y）到相机的深度或距离（z）,通过分析和处理3D成像后的输出信息,能够提取出物体空间的三维信息。基于以上特性,3D成像在目标识别、人脸识别与监测、机器人导航、地球表面、森林和城市地区的地图绘制、医药、临床和细胞内分子的三维定位等领域有广泛的应用。但传统基于视觉和离焦的深度估计方法有很强的局限性且无法对轴向深度进行准确地估计,一个更有潜力的方法是利用三维点扩散函数代替标准点扩散函数进行成像。基于三维点扩散函数的深度测量是非接触式测量,具有对深度估计精度高、测量系统简单的优点,被应用在三维追踪、分子或粒子的超分辨率成像等领域。在之前的工作中,三维点扩散函数主要是通过计算机生成全息图（CGH）或空间光调制器（SLM）来实现的,具有体积大、系统复杂和难以集成的缺点。超表面（Metasurface）是指一种厚度小于波长的人工二维层状材料,可在亚波长尺度实现对电磁波偏振、振幅、相位、传播模式等特性的灵活有效的调控且具有微-纳米级尺寸。近年来,按特定形状、尺寸排列的亚波长光学天线阵列构成的超表面在调控光波面的方面得... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1双目视觉原理示意图

机拍摄的照片。从图中可见，只有一小部位置离焦点区域越远，离焦的模糊程度越ken by an aberration-corrected camera.Aof depth is in-focus, and the farther the tar area, the higher the defocus blur degree w传统成像系统中，离焦会导致图像的信息的估计造成困难。这是由于在函数（Point Spread Function，PSF）应，通常是系统的单位脉冲响应。对于 I x, y Ox,y gx,y Nx,y标物， g x,y为成像系统的点扩散函经过光学系统所得图像 I x,y可以

.3 点物与点扩散函数卷积成像示意图。iagram of the convolution of a point objefunction.，PSF 是出瞳传递函数的逆傅里叶平面上且位于成像系统的恒定距离系统。然而，通常情况下，目标物因此就会产生离焦模糊的现象。义：2'11Rzzobjobj R 为出瞳半径，objz 为焦面物距，离焦参数为位于孔径边缘的相位差


本文编号：3609783